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          一文了解氧化鋁陶瓷制備方法及應用

          返回列表 來源:www.yingleiindustry.com 發布者:99氧化鋁陶瓷 瀏覽: 發布日期:2018-05-17

          氧化鋁陶瓷作為陶瓷質陶瓷,具有高強度、高彈性模量、高溫抗氧化性等優異性能,廣泛應用于制備陶瓷基復合材料、金屬基復合材料等領域,成為目前極有發展前途的無機鹽陶瓷材料。下面小編簡要介紹氧化鋁陶瓷制備方法及應用。

          一、氧化鋁陶瓷制備方法

          氧化鋁陶瓷制備方法主要有助熔劑法、濕氫法、Al-SiO2法、模板法、前驅體法等。

          1、助熔劑法

          助熔劑法采用硫酸鋁鉀為原料以硫酸鉀為助熔劑將硫酸鋁鉀和硫酸鉀按一定比例混合研磨均勻放入高溫爐中以一定速率升至900~1200℃焙燒 2~6 h自然冷卻對產物進行溶浸處理得到氧化鋁陶瓷

          助熔劑法優點是工藝簡單,成本低廉,且硫酸鋁鉀分解過程中能夠得到副產品硫酸鉀,具有一定經濟效益。

          2、濕氫法

          濕氫法是將Al 粉置于Al2O3中,在適當的位置放入單晶Al2O3以誘導陶瓷生長,放入管式爐內,在濕氫氣氛下加熱至1400℃,保持2h,濕氫露點控制為-30℃。通過控制氫氣露點起到對其中水蒸氣含量的控制,制備得到的氧化鋁陶瓷 

          濕氫法優點是氧化鋁陶瓷以螺旋位錯機理生長,產品品質較好。缺點是露點不易控制,受環境濕度因素干擾大,且對實驗設備影響很大。

          氧化鋁陶瓷

          3、模板法

          目前,研究報道模板法主要是采用棉花纖維和碳納米管為模板,制備氧化鋁陶瓷。主要工藝過程是首先將棉花纖維浸入5%的AlCl3溶液中2min,80℃下干燥24 h,放入剛玉坩鍋置于烘箱中分別在 800℃、1000℃和1200℃下燒制2h,即得到多晶的氧化鋁陶瓷陶瓷 

          4、Al-SiO2

          Al-SiO2是目前制備氧化鋁陶瓷中采用最多的方法。該方法將Al金屬和SiO2粉體混合均勻后,在Ar氣條件下進行反應,反應溫度一般為13001500 
          ,反應時間為24h,制備得到氧化鋁陶瓷

          Al-SiO2優點是原料價格低廉,工藝操作簡單易行。缺點是:制備過程中需要通入保護氣體,限制了其工業應用。

          5、前驅體法

          化學反應前驅體法在水熱條件下進行,原料在高壓釜內發生反應得到前驅體,前驅體已經具有陶瓷或是纖維狀結構,為最終產物的出現提供了骨架。在水熱制備氧化鋁陶瓷中,勃姆石纖維為常見中間體。主要工藝過程是采用 Al(OH3為前驅體,膠體經水熱反應生成纖維狀勃姆石晶粒,再經常壓下煅燒,得到 α-Al2O3微粉,晶粒仍保持了纖維形狀。

          前驅體法優點是:產物尺寸均一,品質好。缺點是:前驅體的處理比較繁瑣,無法進行連續生產。

          6、模板誘導-水熱法

          模板誘導-水熱法是將模板法和水熱法結合起來,以硫酸鋁為前驅體加入模板劑制備了薄水鋁石陶瓷,并經1200℃煅燒制得了α-Al2O3陶瓷

          模板劑加入的作用是:(1)降低水熱反應的溫度;(2)控制前驅體形貌,制備高長徑比Al2O3陶瓷。 

          二、氧化鋁陶瓷應用

          1、金屬基復合材料

          氧化鋁陶瓷與金屬具有良好的界面相容性,被認為是金屬基復合材料最佳的增強材料。氧化鋁陶瓷增強的金屬基復合材料具有高強度和耐磨、耐熱沖擊能力及低的熱膨脹系數等優良性能,已在汽車活塞槽部件和旋轉氣體壓縮機葉片中得到應用,有利于改善汽車發動機性能,提高發動機使用效率和燃燒速率,減少廢氣排放量。 

          2、工業高溫窯爐

          氧化鋁陶瓷具有優異的耐高溫、熱穩定性好、熱導率低、熱容小、耐機械振動等性能,導熱系數和容重分別只有傳統耐火材料的1/10和1/15,綜合性能好,是理想的節能增效耐火材料,用于工作溫度高于1400 ℃的鋼鐵工業各種熱處理爐,陶瓷燒成窯,石油化工中的裂解爐、燃燒爐等的隔熱爐襯材料。 

          3、航空航天

          氧化鋁陶瓷應用于固體火箭發動機噴管,使噴管設計大大簡化,部件數量減少50%,質量減輕50%。也可應用于航天飛機的隔熱材料,美國“哥倫比亞”號航天飛機隔熱板襯墊用的是Saffil氧化鋁陶瓷,能經受1600 ℃的高溫。 

          4、陶瓷基復合材料

          采用高強度、高彈性的氧化鋁陶瓷與陶瓷基體復合技術,能制備韌性優良的陶瓷基復合材料,可明顯提高陶瓷產業的技術水平,帶動高技術陶瓷產業的迅速發展。

          網站關鍵字:氧化鋯陶瓷

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